CAPÍTULO 2 ASPECTOS BIOLÓGICOS DE LA CALIDAD DEL …...el desarrollo de los ciclos biológicos y...

CAPÍTULO 2

ASPECTOS BIOLÓGICOS DE LA CALIDAD DEL AGUA

Bióloga Margarita Aurazo de Zumaeta

Aspectos biológicos de la calidad del agua 59

1. INTRODUCCIÓN

Las aguas superficiales están expuestas a una amplia gama de factoresque pueden alterar su calidad biológica y ocasionar cambios simples o complejosy con diferentes niveles de intensidad. Esta alteración se puede originar en eventosnaturales o en actividades antropogénicas, como el uso doméstico del agua y laconsiguiente producción de aguas residuales, de la industria, minería y agricultura,entre otras.

La contaminación fecal de las fuentes de aguas superficiales paraabastecimiento de consumo humano es uno de los problemas más preocupantesen los países en vías de desarrollo. En las grandes ciudades esta contaminación sedebe principalmente al vertimiento de los desagües sin ningún tratamiento. Tambiénse ha observado que la contaminación fecal es intensa en las zonas de arrastreprovenientes de los corrales de engorde de bovinos y de las avícolas (1).

Además del vertimiento o infiltración de aguas residuales sin tratar, tam-bién aportan contaminantes los lixiviados de rellenos sanitarios, los efluentes deaguas residuales con tratamiento deficiente, las infiltraciones de tanques sépticos,etcétera. Asimismo, la escorrentía pluvial y las inundaciones ocasionan el deteriorode la calidad del agua de los recursos hídricos. En las zonas rurales la contamina-ción fecal se origina por la defecación a campo abierto y por la presencia de ani-males domésticos y silvestres que actúan como reservorios de agentes patógenos.

El uso de aguas superficiales como fuentes de agua de bebida implica unriesgo de transmisión de enfermedades hídricas. Los agentes patógenos involu-crados con la transmisión por esta vía son las bacterias, virus y protozoos, helmintosy cyanobacterias, que pueden causar enfermedades con diferentes niveles degravedad, desde una gastroenteritis simple hasta serios y a veces fatales cuadrosde diarrea, disentería, hepatitis o fiebre tifoidea. La transmisión hídrica es solo unade las vías, pues estos agentes patógenos también pueden transmitirse a través dealimentos, de persona a persona debido a malos hábitos higiénicos y de los animalesal hombre, entre otras vías.

60 Manual I: Teoría

Los agentes patógenos y los organismos productores de toxinas que puedenestar presentes en aguas superficiales y cuya transmisión hídrica está demostradapertenecen a los siguientes grupos:

Cuadro 2-1. Agentes patógenos y organismos productores detoxinas en aguas superficiales

Bacterias Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae,Yersinia enterocolitica, Campylobacter jejuni.

Virus Enterovirus, Rotavirus, Adenovirus.

Protozoos Giardia, Cryptosporidium, Entamoeba histolytica,Balantidium coli.

Helmintos Ascaris, Trichuris, Taenia.Cyanobacterias Anabaena, Microcystis.

Se ha demostrado la presencia de patógenos en aguas superficiales, asícomo su relación con los brotes epidémicos. En algunos casos no se ha detectadola fuente de origen pero, por las características del brote, se presume que sutransmisión ha ocurrido por la vía hídrica. Brotes de Giardia, Cryptosporidium yfiebre tifoidea con transmisión hídrica han sido bien documentados (Craun, 2001).

2. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DE LAS AGUASSUPERFICIALES

2.1 Organismos propios de las aguas superficiales

En las aguas superficiales se encuentra una amplia gama de organismos noperceptibles a simple vista. En condiciones normales, estos organismos permitenel desarrollo de los ciclos biológicos y químicos en el cuerpo de agua y no sonnecesariamente nocivos para la salud o para el tratamiento del agua.

Los organismos propios de las aguas superficiales están en permanenteactividad y ninguno vive aislado. Su existencia depende del medio que los rodea.Se entiende por medio tanto el ambiente físico como los organismos con los cualesse convive. Todos forman parte de un ecosistema.

Un ecosistema es una unidad ecológica cuyos componentes básicos,fisicoquímicos y biológicos, operan juntos para producir una estabilidad funcional.


La supervivencia de los microorganismos propios de las aguas superficiales estáligada a la presencia de ciertos factores tales como temperatura, horas luz eintensidad luz, gas carbónico, nutrientes, minerales, entre otros, y precisamente lacontaminación del agua altera dichos factores debido a la introducción de sustan-cias extrañas al ecosistema.

En un ecosistema acuático, la luz solar regula la fotosíntesis y los organismosque tienen clorofila, como las algas, acumulan energía que utilizan para susostenimiento, crecimiento y reproducción. Este grupo de organismos son losproductores primarios, su energía es transmitida a los animales herbívoros, comolos Cladóceros, los Copépodos y los Rotíferos, que se alimentan de las algas y porello se les conoce como consumidores de primer orden. Estos, a su vez, sirvende alimento para los consumidores de los órdenes sucesivos. De este modo, seforma una red alimenticia cuya diversidad aumenta con la organización y complejidaddel ecosistema.

En las aguas superficiales existe un grupo de organismos que actúan en losprocesos de biodegradación. Este grupo está conformado principalmente porbacterias y hongos. Estos organismos transforman la materia orgánica muerta encompuestos inorgánicos simples. La biodegradación de la materia orgánica favo-rece la autodepuración de las aguas, que se produce cuando la materia está consti-tuida por sustancias que pueden ser biodegradadas por los microorganismosresponsables de esta actividad biológica.

Los organismos que en forma normal se encuentran en las aguas superficialesson los siguientes:

Algas. Son plantas de organización sencilla, fotosintéticas. Presentan clorofila.Existen en formas unicelulares, coloniales y pluricelulares. La clasificaciónsanitaria de las algas está basada en sus características más saltantes y defácil observación. Dicha clasificación considera los siguientes grupos: algasazul-verdes, algas verdes, diatomeas y algas flageladas.

En las aguas superficiales existe una diversidad de algas: flotantes, epifitas,litorales y bentónicas. Su reproducción guarda estrecha relación con lanaturaleza de los distintos hábitats, caracterizados a su vez por diferentesfactores ecológicos como la luz, la temperatura, los nutrientes como los nitratosy los fosfatos, el oxígeno, el anhídrido carbónico y las sales minerales (2).


El incremento anormal de las algas se produce por el exceso de nutrientesy cambios en la temperatura. Este fenómeno se conoce como eutrofizacióno eutroficación y tiene como consecuencia múltiples dificultades en eltratamiento y la desinfección del agua por la producción de triahalometanosy otras sustancias químicas que alteran el sabor y el olor del agua tratada.

Cuando las algas traspasan ciertos valores por unidad de volumen —valoresque dependen de la especie de alga predominante, la temperatura del agua,el tipo de tratamiento, etcétera—, causan problemas en las plantas detratamiento. Estos problemas son los siguientes:

Sabor y olor. Se ha detectado que algunas algas producen olor a pescado,tierra y pasto, entre otros.

Color. La abundancia de las algas clorófitas produce un color verde en elagua; otras, como la Oscilatoria rubens, originan un color rojo.

Toxicidad. Algunos tipos de algas azul-verdes, actualmente denominadascyanobacterias, causan disturbios gastrointestinales en los sereshumanos.

Corrosión. Algas como la Oscillatoria pueden producir corrosión en laspiezas o tubos de concreto armado y en los tubos de acero expuestosa la luz. Algunas veces el agua influye en la modificación química delmedio.

Obstrucción de filtros. Cuando la decantación no se realiza en formaadecuada, pueden pasar organismos al filtro y colmatarlo. Lasdiatomeas constituyen el grupo de algas que causa mayores problemaspor poseer cubiertas de sílice que no se destruyen después de sumuerte.

Dificultad en la decantación química. Existen algunos tipos deCyanobacterias que al envejecer, forman bolas de aire en su citoplas-ma. Los flóculos de hidrógeno de aluminio aglutinan estas algas sindecantar y causan problemas.

Alteración del pH. Esta alteración se produce debido al consumo de CO2con precipitación de CaCO3, lo que aumenta el pH.


El control de la densidad de algas en las fuentes de agua destinadasal abastecimiento debe efectuarse en forma preventiva. Se debelimitar el ingreso de nitrato y de fosfatos a la fuente. En el caso deque se requiera un proceso correctivo, este puede efectuarse medianteel uso de alguicidas como el sulfato de cobre, el cloro o unacombinación de ambos.

En este proceso se deben tomar en cuenta muchos aspectos. Uno deellos es la cantidad de alguicida que se debe emplear. Se debe utilizaruna dosis que no afecte al hombre ni a los peces. La dosis debecalcularse según la especie predominante y su concentración. Elsulfato de cobre es uno de los alguicidas más usados. Debe emplearseen dosis inferiores a una parte por millón.

Bacterias. Son seres de organización simple, unicelulares. Se distribuyen en unaamplia variedad de sustratos orgánicos (suelo, agua, polvo atmosférico). Lamayor parte de bacterias son beneficiosas para el ecosistema acuático. Deellas depende la mayor parte de las transformaciones orgánicas. Favorecenla autodepuración de los cuerpos de agua. Existe otro grupo de bacteriasque son patógenas y que pueden causar enfermedades graves en el hombrey en los animales.

Protozoarios. Son organismos unicelulares, con una amplia distribución en loscuerpos acuáticos. La mayor parte de los protozoarios son beneficiosos,pues contribuyen a preservar el equilibrio de los ecosistemas acuáticos. Suincremento anormal puede ocasionar alteraciones en el ecosistema acuático;otro grupo de protozoarios son parásitos y pueden causar enfermedades enel hombre y en los animales.

Rotíferos, Copépodos y otros Crustáceos. Conforman los grupos predominantesdel zooplancton de aguas superficiales y, al igual que los protozoarios,participan en la cadena alimenticia de los ecosistemas acuáticos. Elincremento anormal del zooplancton causa un desequilibrio en el sistema ytrae consecuencias negativas como la disminución del oxígeno disuelto,alteraciones en el pH, en el olor y el color del agua, entre otras.

Insectos. El agua constituye el hábitat de diversos insectos acuáticos que desarrollansu ciclo evolutivo en los diferentes estratos de la columna de agua. Otro grupode insectos solo desarrolla parte de su ciclo evolutivo en el agua, y en susestadios larvarios y como huevos conforman el zooplancton en forma temporal.


Los grupos de organismos antes mencionados están en permanente actividaddentro del cuerpo de agua, pero ninguno vive aislado. Su existencia depende delmedio, definido tal como vimos anteriormente.

Como puede observarse, los factores que intervienen en los ecosistemas deaguas superficiales son múltiples. Se considera que la calidad del agua superficiales muy variable y necesita caracterizarse durante un periodo determinado paradefinir los aspectos que deben considerarse en el tratamiento y los parámetrosque servirán para el control del mismo.

En conclusión, la presencia de los organismos de vida libre en condicionesnormales es beneficiosa para las aguas superficiales. Se convierte en un problemacuando su concentración y composición alteran la calidad del agua y se presentandificultades para el uso y tratamiento del recurso hídrico.

En el apartado siguiente se describen los agentes patógenos u organismosproductores de toxinas que pueden estar presentes en las aguas superficiales.

Bacterias Algas azules

12 3 4 5 6 7

8 9

Diatomeas

1213 14

15

1617 18

19

20 21

Crisofíceas

1011


Figura 2-1. Microorganismos en las aguas superficiales (3)

Bacterias: 1. Escherichia coli. Algas azules: 2. Microcystis flos-aquae. 3. Gloetrichia echinulata. 4.Aphanizomenon flos-aquae. 5. Nostoc carneum-Nostoc linckia. 6. Anabaena spiroides. 7. Spirulinaplatensis. 8. Oscillatoria rubescens-Oscillatoria agardhii. 9. Oscillatoria redeckei. Crisofíceas: 10. Synurauvella. 11. Uroglena volox. Diatomeas: 12. Melosira granulata-Melosira varians-Melosira italica. 13.Tabellaria fenestrata-Diatoma vulgare-Diatoma elongatum. 14. Fragilaria crotonensis-Fragilariaconstruens. 15. Synedra ulna-Synedra acus. 16. Asterionella formosa. 17. Rhoicosphenia curvata-Stauroneis phoenicenteron. 18. Navicula rhynchocephala. 19. Pinnularia major. 20. Cymbella ventricosa.21. Gomphonema olivaceum-Epithemia turgida-Nitzchia acicularis-Nitzchia stagnorum-Cymatopleurasolea-Cymatopleura elliptica-Surirella biseriata-Surirella ovata-Surirella tenera. Clorofíceas: 22.Pediastrum boryanum. 23. Dictyosphaerium pulchellum-Selenastrum bibraianum-Anikistrodesmusacicularis. 24. Scenedesmus acuminatus. 25. Scenedesmus quadricauda-Enteromorpha intestinalis. 26.Chaetophora elegans.

Clorofíceas

22 23 2425

2627

28

Rotíferos Anélidos

41

40

Conyugadas Amebas Heliozoos

2930

31 32 33

Ciliados

34 39

38373635


2.2 Bacterias patógenas

Las bacterias son microorganismos unicelulares. Miden desde menos de unmicrómetro hasta diez micrómetros de longitud y de 0,2 a un micrómetro de ancho.Hay algunas que tienen forma de bacilos como la Escherichia coli. Otras sonesféricas, llamadas cocos, y otras espirales. Las bacterias se encuentran cubier-tas por una pared celular fuerte y rígida y están provistas de una cápsula viscosaque representa una capa protectora adicional, lo que permite su supervivencia enel ambiente, según las condiciones ambientales, durante varias horas o días.

Las bacterias patógenas de transmisión hídrica provienen de seres humanosy de animales de sangre caliente (animales domésticos, ganado y animalessilvestres). Estos agentes microbianos llegan a los cursos de agua a través de lasdescargas de aguas residuales sin tratar o con tratamiento deficiente, drenaje delluvias, descargas de plantas de procesamiento de carne de ganado y de aves,escorrentías que pasan por los corrales de ganado. En las zonas rurales la prácticade la defecación a campo abierto también constituye una fuente de contaminaciónde las aguas superficiales. En cambio, las aguas de origen subterráneo tienen unabaja incidencia de contaminación bacteriana (4).

Se ha demostrado la presencia de bacterias patógenas en aguas super-ficiales. Sin embargo, no todas las bacterias patógenas que se transmiten por elagua tienen igual significado para la salud. La presencia de algunas representa unserio riesgo y su eliminación del agua de consumo humano es de alta prioridaddebido a que su ingestión podría ocasionar una epidemia con consecuencias gravespara la salud de la población. Otras se presentan en forma natural en las aguas ynormalmente no son patógenas, pero pueden causar enfermedades en personascon ciertas deficiencias orgánicas que facilitan la infección. Estos microorganismosse denominan bacterias patógenas oportunistas.

Las bacterias patógenas que tienen un alto significado para la salud son elVibrio cholerae, la Escherichia coli enteropatogénica, la Salmonella typhi, laShigella, el Campylobacter jejune y la Yersinia enterocolitica, entre otras.Estas bacterias se transmiten por vía oral. La mayoría tiene un tiempo de persistenciaen el agua que va de corto a moderado, baja resistencia al cloro y una dosisinfectiva alta. Se ha demostrado que en algunas bacterias como la Salmonella, elreservorio animal cumple un papel importante. También se sabe que la mayoría debacterias patógenas no se multiplican en el ambiente, pero algunas, como el Vibriocholerae, pueden multiplicarse en aguas naturales.


Uno de los factores que permiten la transmisión hídrica es el alto número debacterias que elimina un individuo enfermo. En el caso de la Escherichia coli,elimina 108 por gramo de heces; en el dela Salmonella, 106; en el del Campylo-bacter, 107; y en el del Vibrio cholerae,106. Otro factor importante es el tiempode supervivencia en agua: la E. coli y laSalmonella viven 90 días, la Shigella semantiene por 30 días; el Campylobacter,por 7 días; y el Vibrio cholerae, por 30días. Con respecto a la dosis infectiva1 ,factor que debe tenerse en cuenta cuandose trata de interpretar el significado de lapresencia de las bacterias en el agua, lade E. coli está entre 102 y 109; la deSalmonella, en 107; y la de Vibriocholerae, en 103 (6).

La Escherichia coli es unabacteria que habita en forma normal en el intestino de los mamíferos. Algunascepas no son patógenas y otras causan enfermedades gastrointestinales a travésde una variedad de mecanismos. Se presentan formas enteropatógenas,

enteroinvasivas, enterotoxigénicas y las productorasde verocytoxina como la E. coli O157.

La epidemia del cólera ocurrida en Américaevidencia lo que puede suceder cuando un agua tienecalidad deficiente. Hasta 1991 no se habían detectadocasos de cólera en América. En forma repentina seidentificaron los primeros casos en Chimbote (Perú)y a los pocos días la enfermedad se había propagadohacia las ciudades de la costa y rápidamente a lospaíses vecinos. Los principales agentes etiológicosdel cólera son el Vibrio cholerae O1 y el V. choleraeO139. Aún está en estudio el rol que desempeñan elV. cholerae no O1 y el V. cholerae no O139 (7).

Figura 2-2. Aislamiento de Vibriocholerae en medio TSBS (5)

Figura 2-3. Bacilos deE. coli (3)

1 Dosis infectiva es el número de microorganismos necesarios para producir infección.


Se han detectado brotes epidémicos de origen hídrico asociados conSalmonella typhi y con menos frecuencia con S. paratyphi B u otro tipo deSalmonella. La S. typhi es el agente de la fiebre tifoidea. Otros tipos de Salmonellapueden causar gastroenteritis. Se han detectado brotes de salmonelosis causadospor el transporte de sedimentos contaminados en el sistema de distribución de agua.En algunos casos este ingreso se ha presentado por oscilaciones o intermitencias enel sistema. Se recomienda evitar las intermitencias, controlar la turbiedad y el clororesidual en el agua potable, así como el carbono orgánico asimilable.

En la actualidad se reconoce la presencia de bacterias patógenas emergentes,como la Escherichia coli O157, enteropatógeno que causa diarreas, colitishemorrágica y síndrome urémico hemolítico. Algunos brotes han sido atribuidos alagua de consumo; otros al consumo de carne poco cocida, leche y otros alimentos,así como a la transmisión de persona a persona (8, 9). Numerosos estudios handemostrado la transmisión hídrica de la E. coli O157.

Isaacson (10) efectuó un estudio en aguas superficiales en una comunidadde Sudáfrica y detectó E. coli O157 en 18,4% de las muestras de agua y larelacionó con la ocurrencia de casos de diarrea hemorrágica en la población quese abastecía de dicha fuente. La identificación de E. coli O157 en el agua presentauna serie de dificultades. Una de ellas es que se encuentra en un bajo número demicroorganismos en el agua; por este motivo, las evidencias epidemiológicas sonesenciales para la investigación de un brote de E. coli O157 (8).

2.2.1 Escherichia coli

Estudios recientes han considerado la importancia del Campylobacter comoun agente causal de enteritis, gastritis y otras enfermedades en los seres humanos.Se han detectado situaciones de riesgo por la ingestión de agua sin desinfección ycontaminada con residuos fecales de pájaros silvestres (6).

En las aguas superficiales sin tratar se ha demostrado la presencia de lasbacterias patógenas antes mencionadas. Es muy difícil demostrar que están en elagua tratada. Si se detectase su presencia, ello indicaría que se están presentandoserias fallas en el diseño y el manejo del sistema y también la posible presencia desedimentos en las redes de distribución del agua debido a fluctuaciones en lapresión. Los tratamientos convencionales y la desinfección son eficaces contralas bacterias patógenas.


Las bacterias patógenas oportu-nistas se presentan en forma natural enlas aguas y pueden causar enferme-dades cuando se exponen individuos ensituaciones de riesgo, como ancianos,niños, pacientes que están recibiendoterapias que disminuyen las defensas,individuos inmunodeprimidos y con sida.El agente microbiano puede producir unavariedad de infecciones que ingresan porla piel, las membranas mucosas de losojos, los oídos y la nariz, por vía oral einhalación. Estas bacterias puedenmultiplicarse en el agua tratada, tienenresistencia entre leve y moderada alcloro y no tienen reservorio animal. Lasbacterias hídricas patógenas oportunistas son Legionella, Pseudomonasaeruginosa, Aeromonas y Mycobacterium.

Las bacterias patógenas se encuentran dispersas en los cuerpos de aguasuperficiales. Para su determinación, se requiere alguna técnica de concentración,antes de efectuar el aislamiento e identificación. El análisis se realiza con el auxiliode medios de cultivo y temperaturas específicas.

2.3 Virus entéricos

Los virus son moléculas de ácido nucleico que pueden penetrar en las célulasy replicarse en ellas. Son acelulares y están constituidos por ácido nucleico y porproteínas. Entre las familias de Enterovirus que se han detectado en el agua estánlos Picornavirus, que miden entre 27 y 28 nanómetros; los Reovirus, de 70nanómetros; los Adenovirus, que tienen entre 65 y 80 nanómetros; y los Papovirus,de entre 45 y 55 nanómetros.

Los virus entéricos se multiplican en el intestino del hombre y son excretadosen gran número en las heces de los individuos infectados. Algunos virus entéricossobreviven en el ambiente y permanecen infectivos. Es complicado encontrar larelación entre la ocurrencia de virus en el agua y el riesgo para la salud de lapoblación, debido a que en el desarrollo de la enfermedad están involucrados muchosfactores.

Figura 2-4. Microfotografía electrónicade virus (11)


La incidencia de los virus que infectan al hombre, tanto en los ambientesacuáticos como en los procesos de tratamiento, puede ser diferente de la incidenciade los indicadores fecales. Este comportamiento se debe a las siguientes razones:

• El número de virus en los ambientes acuáticos es generalmente inferior, envarios órdenes de magnitud, que los coliformes termotolerantes.

• Los virus son excretados durante periodos cortos y en número elevado,hasta 1012 por gramo de heces.

• La estructura, la composición, la morfología y el tamaño de los virus difierefundamentalmente del de las bacterias, lo que determina que el comportamientoy la supervivencia sean diferentes.

En aguas superficiales sin tratar se ha detectado la presencia del grupoPicornavirus, que incluye al virus de la hepatitis A. Estos virus son sumamenteresistentes a la inactivación por los factores ambientales. Esto ocurre cuando losvirus se encuentran adheridos a los sedimentos y partículas propias de las aguassuperficiales. Lucena et al. (12) identificaron Enterovirus, Poliovirus, Coxsakievirus,Echovirus y otros en muestras de agua de los ríos Besós y Llobregat en España.

La presencia de Rotavirus en agua de abastecimiento tiene una alta rele-vancia para la salud pública y, en especial, para los niños, que pueden verseafectados por severos cuadros de diarrea. En aguas superficiales también se handetectado Adenovirus, que causan infecciones en la conjuntiva e infeccionesrespiratorias e intestinales; Norwalk virus, que causan infecciones en el yeyuno; yotros virus como los Reovirus, los Parvovirus y los Papovavirus. En general, losvirus entéricos son capaces de producir una variedad de síndromes que incluyengastroenteritis, fiebre, miocarditis, meningitis, enfermedades respiratorias y hepatitis.

Aún no se conoce con certeza la relación entre la presencia de virus en elagua y el riesgo para la salud humana debido a la variedad de factores que influyenen su transmisión por vía hídrica. La dispersión de las infecciones virales se agravapor la posible transmisión secundaria y aun terciaria debido a otras rutas diferentesdel agua, que en determinados casos constituye el origen de la infección. Untratamiento apropiado y la desinfección del agua son pasos esenciales para laeliminación de los virus.

Debido al riesgo que representa la presencia de virus en el agua deabastecimiento humano, es deseable que se incluya el análisis virológico en lavigilancia de la calidad del agua, pero debido al elevado costo de este tipo de


análisis, a la complejidad del procedimiento y al tiempo que demanda, no es posibleincluirlo como un parámetro de rutina en la vigilancia de la calidad del agua y aúnse considera válida la vigilancia en función de la detección de indicadoresbacteriológicos.

Los métodos de detección de virus incluyen la recuperación de pequeñascantidades de virus en volúmenes grandes de agua. Para su identificación, una delas técnicas más usadas es el PCR (13)2 . Sin embargo, se ha comprobado quealgunos compuestos orgánicos e inorgánicos pueden interferir en las reaccionespropias de la técnica de PCR, por lo cual se están introduciendo algunas variacionesen la técnica original como el uso de membranas de filtración electropositivas, queincrementan el nivel de eficiencia del método al favorecer la concentración de losvirus y eliminar los niveles de citotoxicidad de los compuestos orgánicos einorgánicos que pueden estar presentes en el agua (14). El PCR es un métodosensible, específico y rápido, y ha sido utilizado para detectar virus que afectan alos seres humanos, enterovirus, adenovirus y virus de la hepatitis A en aguas derío, agua marina y aguas residuales, entre otros tipos de recursos hídricos (15).

2.4 Enteroparásitos

Las aguas superficiales están expuestas a un sinnúmero de factores queposibilitan la contaminación con enteroparásitos. En primer lugar, se presenta lafalta de protección de las fuentes de agua. En muchos casos, los cursos de aguase convierten en cuerpos receptores de desagües evacuados de las ciudades,pueblos y caseríos; también reciben efluentes de camales y granjas. En las zonasrurales, donde es común que las personas defequen a campo abierto, lasescorrentías arrastran las heces de humanos y animales y las incorporan a loscursos de agua. Además, es común observar letrinas mal diseñadas donde losresiduos fecales son vertidos a las acequias que, a su vez, desembocan en loscursos de agua. Asimismo, en los ríos, lagos y lagunas habitan innumerables animalessilvestres que son reservorios de enteroparásitos.

El problema del enteroparasitismo en los países desarrollados estárelacionado principalmente con la transmisión de protozoarios patógenos comoGiardia y Cryptosporidium y en los países en vías de desarrollo, la poblaciónestá parasitada con helmintos o gusanos como Ascaris, Trichuris, Uncinarias,

2 PCR son las siglas en inglés de “réplica en cadena de la polimerasa”, una técnica que en el campode la microbiología ambiental se usa para la identificación de especies.


Strongyloides; tenias como T. Solium, T. Saginata, Hymenolepis nana yprotozoarios como Giardia, Cryptosporidium y Entamoeba histolytica, entreotros.

El enteroparasitismo es una dolencia que contribuye a elevar el índice dedesnutrición infantil y produce alteraciones en el crecimiento, interferencias conla absorción de nutrientes, cuadros de anemia y de ulceración de la mucosaintestinal, incremento de casos de alergias, pérdida de energía y letargo, lo quedisminuye la capacidad de trabajo y la productividad y, en general, produce undeterioro de la calidad de vida en la población.

El mecanismo de transmisión de los enteroparásitos es la ingestión de aguao alimentos contaminados, principalmente de productos agrícolas de consumo crudo.Algunas especies también se transmiten a través de la piel o de persona a persona.La transmisión de las enfermedades enteroparasitarias depende de factoresambientales, ecológicos y socioculturales. Se requiere una fuente de infección, ladispersión de los huevos y quistes en el ambiente, la ocurrencia de condicionesambientales que favorezcan su supervivencia y la presencia de huéspedes susceptibles.

Estudios procedentes de países desarrollados indican que la mayoría deaguas superficiales tienen niveles de contaminación parasitaria que deben serconsiderados en los procesos de tratamiento y desinfección del agua de consumohumano. Se afirma que 60% de los casos de giardiasis ocurridos en Estados Unidoshan sido transmitidos por vía hídrica. Diversos estudios epidemiológicos demuestran

Figura 2-5. Huevos y quistes de enteroparásitos (16)


que existe una clara relaciónentre la aparición de los brotesde giardiasis y cryptos-poridiosis y la presencia dequistes u ooquistes de Giardiay Cryptosporidium en elagua de abastecimiento. Ladetección de tasas por encimade los niveles endémicosindica que la epidemia está significativamente ligada a una transmisión hídrica.

Para la detección de quistes y ooquistes de protozoos3 y huevos de helmintosenteroparásitos en aguas superficiales crudas y tratadas, se requiere la concen-tración de un volumen de muestra mayor que el designado para los análisismicrobiológicos debido a que los huevos y quistes de enteroparásitos se encuentrandispersos en los cuerpos de agua superficial y sistemas de agua potable. La ma-yoría de investigadores sugiere 10 litros para aguas sin tratamiento y 100 litrospara aguas tratadas.

Un procedimiento de concentración de enteroparásitos es el equipo defiltración de grandes volúmenes de agua, que cuenta con un cartucho de hilo depolipropileno de un micrómetro de porosidad nominal. Otra alternativa es el uso decápsulas de muestreo. Para la identificación de los quistes, se están usandoanticuerpos monoclonales4 y PCR y, en el caso de los huevos, la observacióndirecta en el microscopio óptico.

2.4.1 Protozoarios patógenos

Las aguas superficiales están expuestas a la contaminación con quistes deGiardia y ooquistes de Cryptosporidium y otros protozoarios enteroparásitoscomo Entamoeba histolytica y Balantidium coli.

Figura 2-6. Cápsula de muestreo deenteroparásitos (17)

3 Los quistes y los ooquistes son estadios evolutivos de los protozoarios que se caracterizan portener una membrana protectora sumamente resistente a los factores ambientales. El trofozoíto esun estadio de los protozoarios; es vegetativo, se reproduce en el huésped y no es resistente a losfactores ambientales.

4 Anticuerpos monoclonales son anticuerpos específicos que permiten identificar especies.


Asimismo, en las aguas superficiales pueden estar presentes las amebaspatógenas de vida libre, como los géneros Naegleria y Acanthamoeba. Estasamebas se introducen por las vías nasales, al nadar o bucear en aguas dulces,especialmente en acequias estancadas o lagunas ubicadas en zonas de clima cálidoo a finales de verano, en manantiales con agua caliente o en grandes masas deagua calentadas por el vertimiento de aguas industriales, o en agua caliente detinas, pozas de aguas termales y piscinas públicas con deficiente mantenimientosanitario. Los trofozoítos de Naegleria colonizan las vías nasales y después invadenel cerebro y las meninges. La Acanthamoeba puede llegar al cerebro por víasanguínea y probablemente utiliza como punto de entrada lesiones en la piel o enla córnea. En personas que usan lentes de contacto blandos, la infección cornealcon Acanthamoeba se ha relacionado con la contaminación de la solución salinacasera que se usa como agente de limpieza o humedecimiento.

La contaminación de las fuentes de agua de origen superficial por parásitoses un aspecto que está siendo evaluado a escala mundial. Estudios procedentesde países desarrollados indican que la mayoría de aguas superficiales tienen nivelesde contaminación parasitaria que deben ser considerados en los procesos detratamiento y desinfección.

Diversos estudios demuestran los niveles de contaminación por parásitosen aguas superficiales. LeChevalier y colaboradores (18), que efectuaron unainvestigación en el este de Estados Unidos, encontraron en 86 muestras ooquistesde Cryptosporidium en el 87% y de Giardia en el 80%. LeChevalier (19)realizó un estudio en el Canadá y detectó quistes de Giardia en 81% de las muestrasde agua superficial y de Cryptosporidium en 87%, y observó niveles de 2,4 quistesde Giardia por litro y 2,7 ooquistes de Cryptosporidium por litro.

Rose (20) detectó ooquistes de Cryptosporidium en 91% de muestras deaguas residuales, en 77% de muestras de agua de río y de lago y en 83% demuestras de agua prístina5 .

Chauret (21), en un estudio llevado a cabo en Ottawa en los ríos Ridean,Ottawa y Mississippi, reporta un promedio de 24 ooquistes de Cryptosporidium/100 L y de 8 quistes de Giardia/100 L. Detectó concentraciones más altas enlugares cercanos a zonas donde se realizaban actividades humanas.

5 Prístina es el tipo de agua que se encuentra en zonas aisladas de las actividades humanas; por lotanto, su calidad no está influenciada por la contaminación de origen antropogénico.


En los trabajos de Rose (22) y LeChevallier (19), en los cuales se analizaronmuestras de aguas prístinas, se demostró la importancia del aporte de los mamíferossilvestres y del ganado vacuno que pasta en las cuencas, los que constituyen unreservorio importante de protozoos entéricos.

Es difícil precisar el origen biológico de la contaminación por parásitos enaguas superficiales. Se ha demostrado la presencia de Giardia en el ganado vacuno,caballar, en ratas, ratones, castores, chinchillas y otros animales. Se piensa queexisten varios reservorios naturales, tanto silvestres como domésticos. Ongerth(23) efectuó un estudio en el cual observó un menor nivel de contaminación porparásitos de un cuerpo de aguas prístinas que el nivel presente en aguas cercanasa zonas donde se desarrollaban actividades humanas.

Giardia y Cryptosporidium son protozoarios parásitos de humanos yanimales. Numerosos estudios epidemiológicos han demostrado que la vía hídricaes la ruta más importante de transmisión; la ruta a través de los alimentos ha sidodemostrada en pocos casos. Giardia y Cryptosporidium están asociados conaguas de abastecimiento que provienen de fuentes de aguas superficiales.

Para lograr la remoción de protozoarios mediante el tratamiento y ladesinfección, se debe considerar lo siguiente:

• La remoción de partículas mediante coagulación, sedimentación, filtracióny desinfección.

• El tratamiento combinado de coagulación con filtración convencional lograuna remoción de 99 a 99,99% de quistes y ooquistes. La filtración es lamejor manera de optimizar el proceso (24).

• La filtración rápida no garantiza la remoción de Giardia y Cryptosporidium.• Se ha demostrado la presencia de Cryptosporidium en el agua de retrolavado

de los filtros, por lo que se considera que es una fuente potencial de contami-nación.

• El ooquiste de Cryptosporidium es 30 veces más resistente al ozono queel quiste de Giardia.

• Los quistes de Giardia y los ooquistes de Cryptosporidium son extrema-damente resistentes al cloro y demás desinfectantes en las concentracionesque comúnmente se usan en la desinfección del agua.

• El ozono y el dióxido de cloro son varias veces más efectivos para Giardiay Cryptosporidium que el cloro libre.


Los reportes mencionan que al menor incremento de la turbiedad en elagua tratada, aumenta el riesgo de transportar partículas con las mismasdimensiones de la Giardia y el Cryptosporidium. Se observan las siguientescondiciones de riesgo:

• Aguas con turbiedad de 0,7 pueden indicar la presencia de quistes. Ideal esuna turbiedad de 0,1 UNT.

• Deficiencias en los filtros.• Deficiente control de la coagulación y remoción de sólidos.

Existen suficientes pruebas de la transmisión hídrica de Giardia y Cryptos-poridium. En los brotes epidémicos que han sido reportados se observó lo siguiente:

• La mayoría de brotes se han presentado en zonas rurales.• La fuente de agua fue de origen superficial y no agua de pozo.• En todos los casos se había efectuado la desinfección del agua con cloro.• Los brotes se presentaron en localidades con sistemas de filtración rápida e

inadecuada floculación o reciclaje de agua de lavado.• No había evidencia de contaminación del agua de abastecimiento con agua

de desagüe.• Se observó la presencia de ganado vacuno, castores y otros animales en las

fuentes de agua.

Debido a que los quistes de Giardia y los ooquistes de Cryptosporidiumse encuentran dispersos en los cuerpos de agua superficial y en los sistemas deagua potable, estos deben ser concentrados. La mayoría de investigadores sugierende 100 a 1.000 galones de muestra (25); el volumen de muestra necesario para elanálisis de Giardia y Cryptosporidium en el agua aún no está estandarizado.

Uno de los procedimientos de concentración se realiza mediante el equipode filtración de grandes volúmenes con un cartucho de hilo de polipropileno de unmicrómetro de porosidad nominal. Actualmente, para la concentración de Giardiay Cryptosporidium, la firma Pall Gelman Sciences cuenta con una cápsulacompleta de muestreo Envirochek. Esto permite la captura y recuperación deCryptosporidium y Giardia según el Protocolo ASTM P 229. Con característicassemejantes a Envirochek, la firma Hach tiene el sistema analítico ProNetic.


Para la identificación, se están usando anticuerpos monoclonales y métodosmoleculares muy sensibles, pero que tienen sus limitaciones cuando se empleanen muestras ambientales. Una de las limitaciones es el tamaño de muestra resultantede la extracción, así como el tiempo que toma el procedimiento y el costo.

Recientes estudios han mostrado muy buenos resultados en la detección deprotozoarios en muestras ambientales mediante la prueba de PCR combinada conla lisis, extracción, amplificación y detección. Es un método simple, específico yrápido; el sistema capturador da al método una alta sensibilidad y especificidad eincluso con un límite de detección muy bajo, el nivel de detección de la técnica dePCR es de un ooquiste/L (26, 27).

El método 1622 de la EPA para la detección de ooquistes de Cryp-tosporidium involucra la filtración, concentración, separación inmuno-magnética,la detección mediante anticuerpos monoclonales y la evaluación en el microscopiode inmunofluorescencia (28, 29).

Aún existe dificultad para determinar la infectividad de los quistes u ooquistesde Cryptosporidium. Carreno (30) demostró que varios de los reactivos utilizadosen las pruebas —por ejemplo, el etanol— impiden la determinación de dichacapacidad. Recientes estudios a nivel molecular han hecho posible diferenciar losooquistes patógenos procedentes de humanos de los que tienen otro origen (31).

A continuación se describen los principales protozoarios que podrían sertransmitidos por vía hídrica.

Figura 2-7. Quiste de Entamoebahistolytica (16)

Entamoeba histolytica. Es un proto-zoario que produce la amebiasis, la disenteríaamebiana y la hepatitis amebiana. Presentados estadios evolutivos bien definidos: elestadio de quiste y el de trofozoíto. El quistemide entre 3 y 5 micrómetros y es la únicaforma en la que se observa en aguas super-ficiales. Tiene forma redonda u oval, eshialino, con pared lisa. El estadio de trofozoítomide entre 10 y 60 micrómetros y se loencuentra alojado en el huésped definitivo,el hombre.


El trofozoíto es una ameba que tiene la capacidad de reproducirse en lostejidos humanos. En el intestino es capaz de lesionar la mucosa intestinal y migrara otros órganos como el hígado, el pulmón y el cerebro. Los trofozoítos se ubicanen el intestino y posteriormente se transforman en quistes y salen al exterior conlas heces. Estos quistes se dispersan en el ambiente y contaminan las aguassuperficiales, el suelo y los alimentos.

La infección se realiza por ingesta de los quistes con el agua o los alimentos.Los quistes son sumamente resistentes a los factores ambientales; en cambio, elestadio de trofozoíto no es capaz de sobrevivir en el medio fuera del huésped.También es posible la transmisión directa de persona a persona.

Balantidium coli. Es un protozoario ciliado6 que produce la enfermedaddenominada balantidiasis, balantidiosis o disentería por balantidios.

Presenta dos estadios evolutivos bien definidos: el estadio de quiste y el detrofozoíto. El quiste mide aproximadamente 55 micrómetros de diámetro. El quistesin teñir es amarillo verdusco. Solo posee macronúcleo7 , vacuolas contráctiles8 ycilios9 .

Figura 2-9. Trofozoíto de E. histolyticaen úlcera amebiana intestinal (32)

Figura 2-8. Trofozoíto de Entamoebahistolytica (16)

6 Un protozoario ciliado posee cilios que le permiten moverse.7 El macronúcleo es un organelo que sirve para la reproducción y nutrición de los protozoarios

ciliados.8 Vacuolas contráctiles: órganos excretores de los animales unicelulares.9 Cilios: pestañas vibrátiles localizadas en toda la superficie del ciliado; tienen función locomotora.


Se aloja en los huéspedes —el cerdo y el hombre— en el estado de trofozoíto.También se ha detectado en monos y ratas. La enfermedad humana es la menosfrecuente.

El trofozoíto es ciliado. Mide entre 50 y 200 micrómetros de largo por 41-70micrómetros de ancho. Cuando infecta el intestino, ocasiona lesiones en la paredintestinal, produce úlceras, a veces perfora la pared intestinal. En el intestino, lostrofozoítos se enquistan y los quistes salen al exterior con las heces. Estos quistesse dispersan en el ambiente y contaminan las aguas superficiales, los suelos y losalimentos.

La infección se realizamediante la ingesta de los quistescon el agua o alimentos. Losquistes son muy resistentes a losfactores ambientales. El estadiode trofozoíto no es capaz de so-brevivir fuera del huésped. Tam-bién es posible la transmisióndirecta de persona a persona.

Giardia lamblia. Agenteetiológico de la giardiasis, llama-da también lambliasis. Es un

Figura 2-11.Trofozoíto deBalantidium coli (33)

Figura 2-10. Quiste deBalantidium coli (33)

Figura 2-12. Trofozoítos de B. coli enúlcera intestinal (16)


protozoario flagelado10 que presenta dos estadios evolutivos: el quiste y el trofozoíto.El quiste es la forma en la que se presenta en aguas superficiales. Tiene formaelipsoide, mide de 9 a 12 micrómetros, su pared es lisa, tiene dos o cuatro núcleos,dos axostilos11 que se tiñen intensamente con colorantes como el lugol.

El estadio de trofozoíto se encuentra en el huésped, que es el hombre. Midede 12 a 15 micrómetros de largo, es piriforme12 , con simetría bilateral13 , el extremoanterior ancho y redondo y el extremo posterior termina en punta. En la parteventral tiene un disco suctorio14 , dos núcleos, dos axostilos, dos cuerpos parabasalesy cuatro flagelos.

El trofozoíto se ubica en el duodeno y las primeras porciones del yeyuno. Elparásito absorbe el alimento del contenido intestinal y de las células epiteliales delintestino. Produce inflamación y trastorna la absorción de la vitaminas y grasas.

Tanto los trofozoítos como los quistes salen al exterior con las deposicionesdel huésped, se dispersan en el ambiente y contaminan las aguas superficiales, los

Figura 2-13. Quiste de Giardialamblia (16)

Figura 2-14. Trofozoíto de Giardialamblia (16)

1 0 Un protozoario flagelado posee organelos en forma de látigo, que le sirven para el movimiento ypara atraer partículas alimenticias.

1 1 Axostilos son organelos rígidos que se encuentran en el citoplasma de los flagelados.1 2 Es decir, tiene forma de pera.1 3 Es decir, ambas mitades del parásito son iguales.1 4 El disco suctorio es un organelo de estructura muscular que funciona a manera de ventosa; tiene

función de fijación.

1 0 Un protozoario flagelado posee organelos en forma de látigo, que le sirven para el movimiento ypara atraer partículas alimenticias.

1 1 Axostilos son organelos rígidos que se encuentran en el citoplasma de los flagelados.1 2 Es decir, tiene forma de pera.1 3 Es decir, ambas mitades del parásito son iguales.1 4 El disco suctorio es un organelo de estructura muscular que funciona a manera de ventosa; tiene

función de fijación.


suelos y los alimentos. El trofozoíto muere rápidamente y los quistes sobreviven alas condiciones ambientales.

Los quistes llegan hasta el hombre mediante la ingestión de agua o alimentoscontaminados. Se ha demostrado que los quistes son sumamente resistentes a ladesinfección con cloro y sobreviven en el ambiente durante varios meses.

El tiempo de supervivencia de los quistes en el agua depende de latemperatura. Pueden sobrevivir por periodos mayores a 77 días a temperaturas de20 °C. Se ha reportado como punto térmico letal 54 °C (35).

Cryptosporidium. Agente etiológico de la cryptosporidiasis. Es unprotozoario coccidio que presenta dos estadios evolutivos: el ooquiste, que midede 5 a 6 micrómetros, es de pared gruesa y tiene cuatro esporozoítos15 , y eltrofozoíto.

El trofozoíto se reproduce asexual y sexualmente. Algunos zigotos16

evolucionan a ooquistes. El trofozoíto y las formas sexuales y asexuales del parásitose localizan en el intestino delgado.

Figura 2-16. Quiste deCryptosporidium parvum (34)

Figura 2-15. Trofozoítos de Giardialamblia en sondeo duodenal

(Adaptación de [32])

1 5 Esporozoíto es un estadio de reproducción asexual.1 6 Zigoto es un estadio de reproducción sexual.


Produce infiltración mononuclear y atrofia de las vellosidades intestinales.La enfermedad es persistente en las personas inmunodeprimidas. Se ha demostradoque en pacientes con sida los cuadros clínicos persisten por muchos meses ypueden conducirlos a la muerte por deshidratación.

Los ooquistes salen con las heces y contaminan el agua y los alimentos.Son persistentes en el ambiente y resistentes a la desinfección con cloro. Laremoción por pretratamiento químico y la filtración son barreras importantes pararemover los ooquistes del agua.

Cuando falla una de estas medidas, se pueden ocasionar brotes de granmagnitud en la población. Se ha demostrado que el Cryptosporidium es resistentea las concentraciones de cloro que normalmente se usan para la desinfección deagua. Recientes investigaciones han concluido que el dióxido de cloro es máseficiente que el cloro libre residual para la inactivación de los ooquistes deCryptosporidium (36).

2.4.2 Helmintos enteropatógenos

Los helmintos son animales invertebrados, vermiformes17 , a los quecomúnmente se les denomina gusanos. En las aguas superficiales se puedenpresentar huevos de dos grupos de helmintos: Nematodos y Platelmintos. En elagua pueden estar presentes otros tipos de helmintos patógenos, pero su transmisiónno ocurre a través del agua de bebida.

Figura 2-17. Trofozoíto deCryptosporidium parvum (34)

Figura 2-18. Esporozoítos deCryptosporidium parvum en mucosa

intestinal (34)

1 7 Vermiforme: de forma de gusano.


Los Nematodos son gusanos redondos, como el Ascaris lumbricoides, ylos Platelmintos son acintados, como la Taenia solium.

Ascaris lumbricoides. Es el agente etiológico de la ascariasis. Es unNematodo que presenta diferenciación sexual: la hembra mide aproximadamente30 centímetros y el macho 15 centímetros. Tiene los extremos aguzados y es decolor rosa nacarado. La hembra puede desovar aproximadamente 200.000 huevospor día.

Los huevos son de color parduzco y los fecundados tienen forma elíptica,miden de 45 a 75 micrómetros de largo y de 35 a 50 micrómetros de ancho.Tienen una cubierta externa gruesa de superficie mamelonada18 y de color café.Los huevos deben madurar en el suelo antes de ser infectivos.

El hombre se infecta con este helminto al ingerir agua y verduras conta-minadas con huevos de Ascaris. En el organismo humano cumplen un complicadomecanismo de desarrollo hasta que los adultos se instalan en el intestino delgado.

Las infestaciones masivas pueden causar síndrome de mala absorción conalteraciones en la absorción de grasas, proteínas e hidratos de carbono. En otrosindividuos se presentan cuadros de hipersensibilidad.

Figura 2-19. Adulto de Ascarislumbricoides (16)

Figura 2-20. Huevo de Ascarislumbricoides (16)

1 8 Es decir, no lisa sino con una serie de lóbulos muy pronunciados.


Trichuris trichiura. Es el agente etiológico de la tricocefalosis. Es unNematodo blanquecino que presenta diferenciación sexual. La hembra mide de35 a 50 milímetros de largo y el macho, de 20 a 25 milímetros.

Figura 2-21. Obstrucción intestinal deA. lumbricoides en un niño de

2 años (32)

Figura 2-22 Adulto de Trichuristrichiura (16)

Figura 2-24. Infección masiva con miles deadultos de Trichuris trichiura en el intestino

grueso (32)

Figura 2-23. Huevo de Trichuristrichiura (16)

Es delgado en la parte anterior y grueso en la parte posterior. Se ha calculadoque cada hembra elimina entre 200 y 300 huevos por gramo de heces.

Los huevos son elípticos de color parduzco, miden entre 40 y 50 micrómetrosy presentan una gruesa envoltura de doble contorno. En ambos polos tienentampones mucosos que confieren al huevo un aspecto típico de tonel.

El huevo debe desarrollarse en el ambiente para ser infectivo, presenta unagran resistencia a las condiciones adversas del ambiente y puede conservar suviabilidad durante años.


El daño de la tricocefalosis es directamente proporcional al número deespecímenes presentes en el intestino. La tricocefalosis masiva puede produciranemia e interfiere en la absorción intestinal.

El único huésped es el hombre, quien se infecta al ingerir agua y alimentoscontaminados con huevos de Trichuris trichiura.

Taenia solium. La Taenia solium produce la teniasis y la cisticercosis. Elcerdo es el huésped definitivo habitual. Es un Cestodo19 . El espécimen adultomide de 3 a 5 metros de longitud, presenta un escólex20 armado con una coronade ganchos con los cuales se fija al intestino. El hombre se infecta al ingerir carnede cerdo mal cocida, pero también puede contaminarse con la ingestión de huevosde Taenia solium y adquirir la enfermedad llamada cisticercosis. Es esta forma laque puede ser transmitida por el agua de bebida.

El hombre puede adquirir la cisticercosis por la ingestión de huevos de Taeniaen el agua o en los alimentos. Los huevos miden entre 30 y 40 micrómetros dediámetro, son esféricos, de paredes gruesas y radiadas y en su interior encierranun embrión provisto de seis ganchos, llamado embrión hexacanto. Esta es la formainfectiva para el huésped intermediario.

Figura 2-25. Escólex de Taeniasolium (16)

Figura 2-26. Huevo de Taenia sp. (16)

1 9 Los Cestodos son una clase de Platelmintos que tienen forma de cinta.2 0 El escólex es un órgano de los Cestodos que les sirve para fijarse al intestino del huésped.


Una vez en el intestino, el embriónpenetra en la mucosa intestinal, cae alos vasos sanguíneos y es conducido porla sangre a varios órganos. Los cisti-cercos se pueden ubicar, en el hombre,en el tejido celular subcutáneo, en lamusculatura esquelética, en el sistemanervioso central y sus anexos, en elcorazón, el hígado, el pulmón, etcétera.Los daños que causa una cisticercosisdependen del órgano afectado y de otrosfactores propios de la parasitosis.Cualquiera que sea su localización, lossignos y los síntomas de la cisticercosis son los de un tumor que afecta al órganocomprometido.

2.5 Cyanobacterias (algas azul-verdes)

Las afloraciones de Cyanobacterias son muy comunes en los lagos yreservorios que sirven de fuente de agua. Estas bacterias son capaces de producirdos tipos de toxinas ampliamente conocidas, las microcystinas o hepatotoxinas,producidas por Microcystis, Oscillatoria y Anabaena, y las neurotoxinasproducidas por Anabaena, Oscillatoria, Nostoc y Cylindrospermum. Las toxinaspueden producir gastroenteritis en la población y las hepatotoxinas pueden ocasionarmuerte por shock.

Las microcystinas son solublesen agua. Se han aislado aproxima-damente 60 variedades de micro-cystinas en afloramientos y cultivosde Cyanobacterias, y se ha observadoque con un pH neutro, la microcystinaes estable y se pueden presentarremanentes después del hervido (37).

El excesivo crecimiento de lasCyanobacterias es producido fre-cuentemente por el deterioro de la

Figura 2-27. Cisticercosis cerebral (16)

Figura 2-28. Microcystis aeruginosa (3)


calidad de las aguas. A menudo este deterioro se origina en las actividadesantropogénicas y por el enriquecimiento de nutrientes de origen natural. Las toxinas,además de causar efectos adversos para la salud de los seres humanos y de losanimales terrestres, pueden causar efectos crónicos y agudos en la fauna acuática(37).

Hay un número no confirmado de reportes sobreproblemas de salud causados por toxinas algales yrelacionados con el agua de bebida. Estudios epidemio-lógicos y de casos aislados de gastroenteritis y hepatitisrelacionados con Cyanobacterias han sido reportados enNorteamérica, África, Australia y América del Sur (38).Falconer también presenta evidencias acerca de latoxicidad de las Cyanobacterias. Este autor efectuó unestudio en una comunidad australiana en la que ob-servaron lesiones en el hígado en un grupo de individuosque ingerían agua proveniente de un reservorio local enel que comúnmente ocurrían afloramientos de Microcystisaeruginosa.

En 1996 en Caruaro, Brasil, un grupo de pacientes en hemodiálisisexperimentó una hepatitis severa después del tratamiento; más de 100 individuospresentaron un cuadro hepático grave y 50 de ellos murieron. Se efectuó unainvestigación y se demostró que había insuficiencias en la remoción de lasmicrocystinas en el tratamiento del agua utilizada para la hemodiálisis (39).

Algunos investigadores sugieren que la exposición crónica a través del aguade bebida a las microcystinas puede inducir al crecimiento de tumores ocarcinogénesis. La Organización Mundial de la Salud propone 1.000 ng/L comovalor guía para las microcystinas en el agua de consumo humano (40).

Estudios efectuados por Karner (39) demuestran que con un tratamientoconvencional que incluya sedimentación y filtración se logra una remoción de 1 a3 log de la concentración de microcystinas. La adición de un pretratamiento químicocon sulfato de cobre o permanganato de potasio reduce las microcystinas en unpromedio de 61%. La coagulación con aluminio seguida de una sedimentaciónreduce un promedio de 96%. También se ha obtenido una buena remoción detoxinas con carbón activado. Estos estudios se han efectuado observando solo la

Figura 2-29. Anabaenasp. (3)


remoción de microcystinas. Se requiere conocer el comportamiento de los otrostipos de toxinas producidas por las Cyanobacterias.

El uso de alguicidas debe efectuarse con criterio técnico, debido a que, como sunombre lo dice, ocasionan la muerte masiva de algas y es posible que su usoinadecuado conduzca a la producción de olores desagradables y a una alteracióndel sabor del agua en los reservorios.

2.6 Organismos cuya presencia en el agua tratada origina reclamos enlos usuarios

Frecuentemente, en las fuentes de agua y en los reservorios se presentananimales invertebrados de vida libre y algas que pueden pasar a los sistemas dedistribución de agua tratada, generalmente debido a fallas en la filtración, y supresencia en el agua de consumo puede causar pánico en la población u originarun incremento de la turbiedad, alteraciones en el sabor y el olor o afectar la calidadestética del agua.

Estos invertebrados no son patógenos, pero representan un riesgo detransporte de agentes microbianos. Una de las causas es que el cloro actúa enforma limitada sobre ellos y no ejerce ningún efecto sobre las partículas, en cuyosintestinos y otros órganos podrían podrían encontrarse incorporados micro-organismos.

Figura 2-30. Organismos de vida libre (3)

Crustáceos

Anélidos

Larvas de dípteros


Se han identificado dos grupos de invertebrados que deben ser controladosen un sistema de abastecimiento: los invertebrados que nadan libremente en elagua y los que se mueven a lo largo de la superficie o están adheridos a ellas, y losque viven en el limo. En el primer grupo están los Copépodos como el Cyclops yotros Crustáceos como el Gammarus. El segundo grupo incluye a los Bryozooscomo la Plumatella, a los Nais, nemátodos de vida libre, y a las larvas de Chiro-nomidos.

En estaciones de verano los filtros de arena pueden tener problemas con lasobrepoblación de larvas de dípteros como Chironomidos y Culex. Su presenciapuede causar problemas en los filtros debido a que los filtros pueden colapsar ycausar un arrastre del agua no filtrada.

La solución de este problema es compleja y debe tener en cuenta el hábitatde la especie predominante y su ciclo de vida, además de los riesgos ambientalesy para la salud humana que pueden derivarse de la aplicación de biocidas.

Se ha demostrado que las infestaciones por Bryozoos pueden ser tratadascon una dosis alta de cloro a 10 mg/L durante 24 horas, seguida de un enjuague delas paredes a presión. También se usa permetrina. La dosis no debe exceder de10 mg/L por un lapso de 14 a 48 horas, pero el agua tratada no debe descargarsea los cursos de agua debido a que con esta concentración es tóxica para peces yotras formas de vida acuáticas. Antes de ser eliminada, el agua debe recibirtratamiento. También se debe tener en cuenta que las personas con diálisis renalno pueden ser atendidas con agua tratada con permetrina (6).

2.7 Indicadores microbiológicos de la calidad del agua

La gran variedad de microorganismos patógenos que pueden encontrarseen una muestra de agua, así como la complejidad de la mayor parte de las técnicasde enriquecimiento y aislamiento e identificación, hacen inviable el control rutinariode todos estos microorganismos. Por esta razón se hizo necesario elegir micro-organismos indicadores, que deben cumplir con los siguientes requisitos básicos:

• Ser fáciles de cultivar en el laboratorio.• Ser relativamente inocuos para el hombre y los animales.• Su concentración debe tener relación con la cantidad de microorganismos

patógenos presentes en el agua.


La evaluación de la calidad microbiológica del agua de abastecimientohumano se efectúa mediante la determinación de indicadores. Los que comúnmentese utilizan son los coliformes totales, los coliformes termotolerantes (fecales), laEscherichia coli y las bacterias heterotróficas mesófilas aerobias viables.

Se han efectuado interesantes estudios con el objeto de conocer la relaciónque existe entre la presencia de determinados indicadores de contaminación en elagua de bebida y la prevalencia de enfermedades diarreicas.

Moe y colaboradores (41) efectuaron un estudio epidemiológico en Cebu(Filipinas). Durante un año se realizó el control de la calidad del agua con cuatroindicadores bacterianos (coliformes termotolerantes, Escherichia coli, enterococosy estreptococos fecales) y se efectuó un seguimiento epidemiológico de los cuadrosde diarrea en niños menores de 2 años. Se observó una tasa altamente significativade enfermedades diarreicas solamente en los niños que bebían agua con Esche-richia coli en concentraciones mayores a 100/100 mL.

Esto sugiere que en los países en vías de desarrollo en los cuales la calidaddel agua es de buena a regular —es decir, agua con ausencia o escaso número deEscherichia coli— y donde se presenta una alta tasa de enfermedades diarreicasproducidas por microorganismos hidrotransmisibles, hay otros mecanismos quecumplen un rol importante en la transmisión de dichas enfermedades. Entre estosmecanismos están las condiciones de almacenamiento del agua y la forma depreparar y almacenar los alimentos que han estado en contacto con el aguacontaminada. Estos factores favorecen la multiplicación de algunas bacteriaspatógenas procedentes del agua contaminada y la producción de toxinas, lo cualincrementa la tasa de enfermedades diarreicas.

Grupo colifome. Los coliformes son bacterias que habitan en el intestinode los mamíferos y también se presentan como saprofitos en el ambiente, exceptola Escherichia, que tiene origen intestinal. Los coliformes tienen todas las caracte-rísticas requeridas para ser un buen indicador de contaminación. Este grupo demicroorganismos pertenece a la familia de las enterobacteriáceas. Se caracterizanpor su capacidad de fermentar la lactosa a 35-37 °C en un lapso de 24-48 horas yproducir ácido y gas. Los siguientes géneros conforman el grupo coliforme:

• Klebsiella• Escherichia


• Enterobacter• Citrobacter• Serratia

De este grupo, la Escherichia y ocasionalmente la Klebsiella tienen lacapacidad de fermentar la lactosa no solo a las temperaturas indicadas, sino tambiéna 44,5 °C. A los miembros de este grupo se les denomina coliformes termoto-lerantes (fecales).

Coliformes totales. Los coliformes totales se caracterizan por su capacidadde fermentar la lactosa a 35-37 °C en 24-48 horas y producir ácido y gas. Tienenla enzima cromogénica B galactosidasa, que actúa sobre el nutriente indicadorONPG21 . Este nutriente sirve como fuente de carbono y su efecto consiste en uncambio de color en el medio de cultivo. La reacción se detecta por medio de latécnica de sustrato definido. Las técnicas de análisis más conocidas son la pruebade tubos múltiples y la de filtración con membrana.

Los coliformes totales se reproducen en el ambiente, proporcionan informa-ción sobre el proceso de tratamiento y acerca de la calidad sanitaria del agua queingresa al sistema y de la que circula en el sistema de distribución. No constituyenun indicador de contaminación fecal.

Coliformes termotolerantes (fecales). Se sabe que la contaminación fecaldel agua está relacionada con la transmisión de agentes patógenos por el agua.Por este motivo, se requieren métodos sensibles que permitan medir el grado decontaminación fecal.

Se denomina coliformes termotolerantes a ciertos miembros del grupo debacterias coliformes totales que están estrechamente relacionados con la contami-nación fecal. Por este motivo, antes recibían la denominación de coliformesfecales; estos coliformes generalmente no se multiplican en los ambientes acuáticos.

Los coliformes termotolerantes crecen a una temperatura de incubación de44,5 °C. Esta temperatura inhibe el crecimiento de los coliformes no tolerantes.Se miden por pruebas sencillas, de bajo costo y ampliamente usadas en losprogramas de vigilancia de la calidad del agua. Las técnicas de análisis más

2 1 ONPG: Orto-nitrofenil-β-d-galactopiranosido.


conocidas son la prueba de tubosmúltiples y la de filtración conmembrana; actualmente el mercadoofrece otras técnicas más avan-zadas, pero el empleo de las técnicastradicionales está aprobado por losestándares internacionales.

Escherichia coli. Es elprincipal indicador bacteriano en elagua. Diversos estudios handemostrado que la E. coli estápresente en las heces de los seres humanos y los animales de sangre calienteentre 108 y 109 por gramo de heces. No se multiplican en forma apreciable en elambiente.

La E. coli fermenta la lactosa y produce ácido y gas. Tiene la enzimacromogénica B glucuronidasa, que actúa sobre el nutriente indicador MUG22 .Este nutriente sirve como fuente de carbono y su efecto se visualiza por lafluorescencia en el medio de cultivo. La reacción se detecta mediante la técnicade sustrato definido.

Con esta última técnica, es posibleanalizar E. coli directamente del agua. Suimportancia como organismo indicador decontaminación fecal está adquiriendo másfuerza (43).

Recuento en placa de bacteriasheterotróficas mesófilas viables. El re-cuento en placa de bacterias heterotróficasdetecta una amplia variedad de micro-organismos, principalmente bacterias queson indicadoras de la calidad microbiológicageneral del agua.

Figura 2-31. Técnica de filtración conmembrana (42)

2 2 MUG: 4-metil-umbeliferil β-d-glucoronico.

Figura 2-32. Coliformes fecales porel método de membrana (42)


Se ha comprobado que el conteototal es uno de los indicadores másconfiables y sensibles del tratamientoo del fracaso de la desinfección. Parasu determinación, se emplea unaprueba sencilla y de bajo costo. Losmétodos son vertido en placa, difusiónen superficie y filtración con mem-brana. Se emplea un medio de cultivorico en nutrientes, como el extracto delevadura. La incubación se realizadurante 48 horas a 35 °C.

Como se puede apreciar, la evaluación de la calidad microbiológica estábasada en la determinación de indicadores bacterianos: coliformes totales ycoliformes termotolerantes, los cuales son removidos con mayor facilidad que losquistes de protozoarios. Esto quiere decir que la ausencia de coliformes no indicaen forma absoluta la ausencia de quistes. Ante un brote epidémico de entero-parásitos, no bastaría la determinación de coliformes, sobre todo cuando el aguaes de origen superficial y ha sido sometida únicamente a la desinfección.

A partir de numerosos estudios, se ha encontrado que en el agua superficialsin tratamiento existe una buena correlación entre la presencia de algas y la deprotozoarios enteroparásitos y, en el agua tratada, entre la presencia de protozoarios ylos niveles de turbiedad, así como con el conteo de partículas de 5 micrómetros (21).

3. CRITERIOS BIOLÓGICOS DE CALIDAD PARA LA SELECCIÓNDE UNA FUENTE DE AGUA CRUDA

Es más seguro obtener un suministro de agua con calidad satisfactoria parael consumo humano cuando se utilizan fuentes de agua con baja o nula contamina-ción y se tiene en cuenta su variabilidad en caudal y calidad.

La calidad bacteriológica del agua, relacionada con los niveles decontaminación fecal, es una de las variables que se tienen en cuenta para la selecciónde la fuente. Otra variable con igual importancia es el tipo de tratamiento quetécnica y económicamente se puede adoptar.

Figura 2-33. Técnica del número másprobable por tubos múltiples (44)


Número decoliformes

termotolerantespor 100 mL

La contaminación fecal de los cursos de agua es un aspecto que tienesingular importancia cuando se evalúan los cursos de agua a fin de considerarloscomo posibles fuentes. El proyecto del Sistema Mundial de Vigilancia del MedioAmbiente de la OMS y el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambienteha evaluado la calidad de los recursos de agua dulce en todo el mundo y ha podidocomprobar que solo 19% de los 105 ríos evaluados en el proyecto tienen nivelesde contaminación por coliformes termotolerantes inferiores a 100/100 mL (OPS,1996). En la siguiente tabla se pueden apreciar las frecuencias de los valoresencontrados:

Cuadro 2-2. Contaminación por coliformes termotolerantesen los cursos de agua por regiones del mundo

Número de ríos en cada región

América América Central Europa Asia-del Norte y del Sur Pacífico

< 10 8 - 1 111-100 4 1 3 2101-1.000 8 10 9 141.001-10.000 3 9 11 1010.001-100.000 - 2 7 2Total de ríos 23 22 31 29

Fuente: OPS/OMS, La calidad del agua en América Latina, Publicación Científica N.° 524, 1990.

Ante estos niveles de contaminación fecal de los cursos de agua, laOrganización Mundial de la Salud recomienda la protección de las fuentes deagua y la adecuada selección del tipo de tratamiento para asegurar la ausencia depatógenos y evitar la transmisión de enfermedades hídricas. El grado de tratamientorequerido depende de la naturaleza del contaminante y del nivel de contaminaciónfecal de la fuente.

Teniendo en cuenta solo los niveles de contaminación fecal, se recomiendanlos siguientes tratamientos:


Cuadro 2-3. Tratamientos recomendados según el nivel de contaminación fecal

Tipo de fuente de agua Escherichia coli /100 mL Tratamiento recomendado

Cuencas protegidas y libres < 20 Desinfecciónde contaminación fecalCuencas no protegidas y > 20 – 2.000 Filtración y desinfeccióncon contaminación fecalAlta contaminación fecal > 2.000 – 20.000 Filtración, desinfección más la

adición de un tercer procesoMuy alta contaminación > 20.000 No recomendada como fuentefecal de agua

Fuente: (6).

La adecuada selección de la fuente de agua y la adopción de las medidasde protección tanto en el curso de agua como en los embalses permitirá limitar lainversión en costosos y complejos tratamientos.

4. EL AGUA POTABLE. ASPECTOS BIOLÓGICOS

El agua potable no debe contener agentes patógenos que puedan afectar lasalud del consumidor. Específicamente, los indicadores de contaminación fecal,coliformes termotolerantes y Escherichia coli no deben estar presentes en 100mL de muestra. Esta calidad debe mantenerse desde que el agua sale de la plantade tratamiento —o de la fuente de agua, en el caso de aguas de origen subte-rráneo— hasta llegar al consumidor.

Las causas de la aparición de brotes epidémicos transmitidos por el agua deconsumo son la falta de protección de las fuentes de agua, el tratamiento en plantasque carecen de una adecuada operación y mantenimiento, y deficiencias en lasredes de distribución (45).

La buena calidad microbiológica del agua potable debe mantenerse en todala red de distribución y esto se logra mediante una adecuada presión en todo elsistema, el mantenimiento de la red y el control del nivel de cloro residual, unprograma de vigilancia y control de la calidad del agua y la incorporación de


programas de control de las conexiones cruzadas que incluya inspeccionesperiódicas, entre otras actividades.

Recientes evidencias han demostrado que la intrusión en el sistema dedistribución es frecuente y es necesario considerar las variaciones que experimentela calidad del agua. Besner (46) propuso un modelo de simulación que identificalos factores responsables de las variaciones de la calidad del agua y al aplicarlopudo deducir que a temperaturas mayores de 20 ºC y niveles de cloro entre 0,01 y0,03 mg/L se pueden presentar coliformes en el agua de abastecimiento. Lasprobabilidades se incrementan si se presenta un flujo que produzca un arrastre desedimento.

En las últimas décadas se ha reportado una variedad de brotes epidémicosde enfermedades hídricas atribuidas a deficiencias en el sistema de distribución.Los patógenos que con mayor frecuencia se presentaron en estos brotes fueronGiardia, Salmonella, virus Norwalk, Shigella, Campylobacter, hepatitis A, E.coli O157:H7 y Cyclospora (45). La contaminación del agua potable ocurrió pordos causas: conexiones cruzadas y retrosifonaje debido a instalaciones inapropiadasy a un inadecuado mantenimiento.

5. LAS GUÍAS DE CALIDAD DE LA OMSASPECTOS MICROBIOLÓGICOS

Una de las metas de la OMS es que todas las personas logren, por derecho,tener acceso a un suministro adecuado de agua de bebida segura; es decir, que norepresente ningún riesgo para la salud.

Las enfermedades transmitidas por el agua o por medios afines figuranentre las tres causas principales de enfermedad y muerte en el mundo y contribuyena la elevada mortalidad infantil, la reducida esperanza de vida y la mala calidad devida. Estas enfermedades podrían prevenirse si se adoptaran medidas eficacespara evitar la transmisión. Entre estas medidas una de las más importantes es elsuministro de agua potable en cantidad y calidad apropiada para el abastecimientohumano.

Es difícil contar con estudios epidemiológicos que permitan conocerprofundamente los riesgos para la salud que representa un determinado nivel depatógenos en agua, debido a que la infección depende de múltiples factores como


conocer el grado de infectividad del patógeno y el grado de inmunidad de losconsumidores.

Las Guías de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS indicanque no es práctico monitorear cada agente patógeno que está en el agua y que elenfoque más lógico es detectar organismos que por lo general se encuentran enlas heces de los seres humanos y de los animales de sangre caliente.

En las guías se mencionan dos tipos de indicadores microbiológicos: loscoliformes termotolerantes y los coliformes totales y, como organismo indicadorde mayor precisión para detectar la contaminación fecal, la Escherichia coli.Las guías establecen que el agua de bebida no debe contener agentes patógenosque puedan ser transmitidos a los seres humanos mediante la ingestión del agua ypropone que los coliformes termotolerantes o E. coli no deben estar presentes en100 mililitros de muestra en el agua tratada, tanto la entubada como la transportadaen camiones cisterna o almacenada en reservorios de agua potable. En el caso desistemas de suministro en los cuales se cuenta con un programa de vigilancia queconsidera un número de muestras y una frecuencia adecuada, se acepta la presenciade coliformes totales en el sistema de distribución en un máximo de 5% de lasmuestras tomadas en un periodo de 12 meses.

La vigilancia de la calidad del agua efectuada a través de la medición de losparámetros antes mencionados garantiza, con las limitaciones y el grado deincertidumbre que conlleva la aplicación de cualquier sistema de vigilancia, que elagua está libre de microorganismos infecciosos.


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